車兆華，徐 乾，馮 影

（1.蚌埠凱盛工程技術(shù)有限公司，蚌埠 233018；2.機(jī)電設(shè)備開發(fā)研究院，蚌埠 233018）

浮法玻璃退火窯是浮法玻璃生產(chǎn)線關(guān)鍵的三大熱工設(shè)備之一，其傳動輥道（以下稱為退火窯輥道）是借助于玻璃帶與輸送輥道面之間的摩擦力，把玻璃帶從錫槽連續(xù)拉引出來，經(jīng)過渡輥臺之后，依次通過退火窯的各區(qū)。通過對退火窯不同區(qū)段的溫降實施技術(shù)調(diào)控，使連續(xù)玻璃帶的內(nèi)應(yīng)力有控制地逐步降低，從而達(dá)到玻璃帶的良好的退火狀態(tài)，消除玻璃內(nèi)應(yīng)力對玻璃產(chǎn)品性能和質(zhì)量的影響。在其退火的過程中，由于玻璃本身處于從熔融到硬化的溫度狀態(tài)下，退火窯輥道傳動的穩(wěn)定性和速度的一致性成為了該設(shè)備設(shè)計過程中考慮的技術(shù)關(guān)鍵點，否則會導(dǎo)致玻璃帶表面劃傷，嚴(yán)重時會產(chǎn)生斷板、炸板等，使整條生產(chǎn)線無法正常生產(chǎn)。為了在退火窯輥道的設(shè)計中保證其傳動的穩(wěn)定性和速度變化的一致性，通常有以下兩種方法：1）采用分散式設(shè)置多個傳動站，通過增加伺服電機(jī)等電氣控制手段來保證傳輸?shù)姆€(wěn)定性和速度變化的一致性；2）采用連續(xù)傳動軸傳動來保證傳動的穩(wěn)定性和速度變化的一致性。如采用第一種方法則存在成本過高和控制難度增加的問題，從而難以控制整個輥道線速度使其保持一致，故我公司在退火窯輥道的設(shè)計中采用第二種連續(xù)軸的方法。

出于對退火窯輥道傳動的穩(wěn)定性和速度變化一致性的考慮，一般不建議在退火工段設(shè)置伸縮縫，但是有些情況下伸縮縫不可避免的存在，所以這就要求在退火窯輥道的設(shè)計中考慮在伸縮縫處地軸的處理問題。

1 伸縮縫對退火窯輥道的影響

首先向大家介紹下在車間樓面主體結(jié)構(gòu)施工中為了消除混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力產(chǎn)生的收縮而通常采用的兩種結(jié)構(gòu)。

一種為后澆帶。后澆帶是在建筑施工中為防止現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于溫度、收縮不均可能產(chǎn)生的有害裂縫，其做法為：按照設(shè)計或施工規(guī)范要求，在基礎(chǔ)底板、墻、梁相應(yīng)位置留設(shè)臨時施工縫，將結(jié)構(gòu)暫時劃分為若干部分，經(jīng)過構(gòu)件內(nèi)部收縮，在若干時間后再澆搗該施工縫混凝土，將結(jié)構(gòu)連成整體。后澆帶的澆筑時間宜選擇氣溫較低時，可用澆筑水泥或水泥中摻微量鋁粉的混凝土，其強(qiáng)度等級應(yīng)比構(gòu)件強(qiáng)度高一級，可防止新老混凝土之間出現(xiàn)裂縫，造成薄弱部位。設(shè)置后澆帶的部位還應(yīng)該考慮模板等不同措施的消耗因素。

一種為伸縮縫。伸縮縫又稱溫度縫，其主要作用是防止廠房結(jié)構(gòu)部分因氣候變化而產(chǎn)生裂縫。其做法為：沿建筑物長度方向每隔一定距離預(yù)留縫隙，將建筑物從屋頂、墻體、樓層等地面以上構(gòu)件全部斷開，因浮法玻璃生產(chǎn)線退火工段基本上為鋼結(jié)構(gòu)，所以多數(shù)伸縮縫設(shè)置在有基礎(chǔ)梁或者混凝土樓面的位置。建筑物基礎(chǔ)因其埋在地下受溫度變化影響小，不必斷開。伸縮縫的寬度一般為2～3cm，縫內(nèi)填保溫材料，兩條伸縮縫的間距在建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范中有明確規(guī)定。若建筑物平面尺寸過長，因熱脹冷縮的緣故，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力，需在結(jié)構(gòu)固定長度位置設(shè)縫將建筑分成幾部分，該縫即為溫度縫。對不同的結(jié)構(gòu)體系，伸縮縫間的距離不同，我國現(xiàn)行規(guī)范《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010—2002對此有專門規(guī)定。

該文主要闡述的對象為對浮法退火窯輥道影響較大的伸縮縫，伸縮縫間距計算公式為

式中，Lmax為板或墻允許最大伸縮縫間距，m；H為板厚或墻高計算厚度或高度，m；L為底板或長墻的全長，m；Et為底板或長墻的混凝土齡期內(nèi)的彈性模量，N/mm2；Cx為反映地基對結(jié)構(gòu)約束程度的地基水平阻力系數(shù)；T為結(jié)構(gòu)相對地基的綜合溫差，包括水化熱溫差，氣溫差和收縮當(dāng)量溫差，℃；εp為混凝土的極限變形值；α為混凝土或鋼筋混凝土的線膨脹系數(shù)，取1.0×10－5。

根據(jù)計算此種伸縮縫在浮法玻璃車間鋼筋混凝土地面以上大約每55m的距離布置一道，其寬度為30mm左右，其沿建筑物長方向伸縮的距離最多不超過±10mm。

綜上所述，現(xiàn)在介紹一下伸縮縫對退火窯輥道設(shè)備的影響。如圖1所示，車間地面伸縮縫處如果不處理會導(dǎo)致退火窯輥道橫梁、油槽、油槽支架、傳動軸在車間地面伸縮時受力變形進(jìn)而影響生產(chǎn)，特別是會導(dǎo)致傳動軸發(fā)生扭曲或者斷裂，影響退火窯輥道傳動軸傳動的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

按照圖2所示方法把退火窯輥道橫梁、油槽、油槽支架、傳動軸在車間地面伸縮縫處做斷開分段處理，其中傳動軸處設(shè)計成可伸縮的結(jié)構(gòu)。該文重點分析其中傳動軸伸縮結(jié)構(gòu)的幾種處理方法，其中主要是以萬向節(jié)傳動軸來實現(xiàn)。對于萬向節(jié)傳動軸在浮法玻璃生產(chǎn)線退火窯輥道上的應(yīng)用，我們主要是利用了其可在同一直線上伸縮和可以在一定范圍內(nèi)變化一定角度的特性來處理車間地面伸縮縫伸縮時對傳動軸的影響。

2 結(jié)構(gòu)分析

在介紹了伸縮縫的概念及對退火窯輥道設(shè)備的影響后，現(xiàn)在再介紹幾種可以消除伸縮縫對退火窯輥道影響的結(jié)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)一如圖3所示。在起初的設(shè)計中認(rèn)為浮法玻璃生產(chǎn)線車間地面伸縮縫會由于車間溫度變化產(chǎn)生沿車間長度方向的伸縮和高度方向的沉降（至于車間地面沉降的實際情況將在下文中詳細(xì)敘述）。綜上所述，故做如圖3所示的處理結(jié)構(gòu)，將圖1中所示退火窯輥道傳動軸分為兩段斷開的傳動軸；左側(cè)傳動軸和右側(cè)傳動軸，同時用一種不可伸縮的鼓齒式聯(lián)軸器連接，在車間地面伸縮縫因車間環(huán)境溫度變化而產(chǎn)生伸縮時依靠滑鍵在鼓齒式聯(lián)軸器內(nèi)的法蘭盤內(nèi)的滑動來實現(xiàn)傳動軸結(jié)構(gòu)的可伸縮性與傳遞扭矩。該結(jié)構(gòu)的特點是可以實現(xiàn)伸縮傳動軸的功能，同時能滿足車間地面沉降所帶來的傳動軸軸線不在同一直線上的問題。

結(jié)構(gòu)二如圖4所示。隨著萬向節(jié)傳動軸在工業(yè)設(shè)備中使用的普及，在設(shè)計中也與時俱進(jìn)采用了這一新型的結(jié)構(gòu)，如圖4所示結(jié)構(gòu)將圖1中退火窯輥道傳動軸分為兩段斷開的傳動軸；左側(cè)傳動軸和右側(cè)傳動軸，同時用一種不可伸縮的萬向節(jié)傳動軸連接，在車間地面伸縮縫因車間環(huán)境溫度變化而產(chǎn)生伸縮時依靠件側(cè)法蘭盤與右側(cè)傳動軸中相連接的滑鍵來實現(xiàn)傳動軸結(jié)構(gòu)的可伸縮性與傳遞扭矩。該結(jié)構(gòu)的特點是可以實現(xiàn)伸縮傳動軸的功能，同時能滿足車間地面沉降所帶來的傳動軸軸線不在同一直線上的問題。

結(jié)構(gòu)三如圖5所示。結(jié)構(gòu)三存在一個問題，此結(jié)構(gòu)必須用兩個功能的部件來實現(xiàn)伸縮縫的伸縮與車間地面的沉降，所以結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因此在設(shè)計中采用了一種新型的可伸縮萬向節(jié)傳動軸來簡化結(jié)構(gòu)實現(xiàn)功能。如圖5所示本結(jié)構(gòu)將圖1中退火窯輥道傳動軸分為兩段斷開的傳動軸；左側(cè)傳動軸和右側(cè)傳動軸，同時用一種可伸縮的萬向節(jié)傳動軸連接，在車間地面伸縮縫因車間環(huán)境溫度變化而產(chǎn)生伸縮時依靠可伸縮萬向節(jié)傳動軸來實現(xiàn)傳動軸結(jié)構(gòu)的可伸縮性。該結(jié)構(gòu)的特點是可以實現(xiàn)伸縮傳動軸的功能，同時能滿足車間地面沉降所帶來的傳動軸軸線不在同一直線上的問題。

結(jié)構(gòu)四如圖6所示。經(jīng)過對多年來設(shè)計建造的眾多浮法玻璃生產(chǎn)線的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)伸縮縫處存在車間地面沉降現(xiàn)象的幾率很小，故進(jìn)一步優(yōu)化了伸縮縫處的結(jié)構(gòu)，如圖6所示。該結(jié)構(gòu)將圖1中退火窯輥道傳動軸分為兩段斷開的傳動軸左側(cè)傳動軸和右側(cè)傳動軸，同時用一種軸套和滑鍵相配合來完成傳動軸的連接，在車間地面伸縮縫因車間環(huán)境溫度變化而產(chǎn)生伸縮時依靠滑鍵在左側(cè)傳動軸和右側(cè)傳動軸軸頭處的鍵槽內(nèi)的滑動和軸套的配合來實現(xiàn)傳動軸結(jié)構(gòu)的可伸縮性與傳遞扭矩。該結(jié)構(gòu)的特點是結(jié)構(gòu)簡單成本較低可以實現(xiàn)伸縮傳動軸的功能。

3 結(jié) 語

我公司利用鼓齒式聯(lián)軸器、萬向節(jié)傳動軸或軸套與鍵的配合，解決了浮法玻璃生產(chǎn)線車間地面伸縮縫在車間地面受溫度影響而產(chǎn)生伸縮時對退火窯輥道的影響。這幾種結(jié)構(gòu)解決了在某些情況下退火窯輥道在伸縮縫處的地軸受力問題，同時又保證了設(shè)備的功能與作用。

［1］ 成大先.機(jī)械設(shè)計手冊［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.

［2］ GB 50010—2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范［S］.